1. 檢查結構文件

有些結構文件存在少幾個氫原子或者側(cè)鏈的情況，所以先用spdbv軟件打開結構文件，該軟件可自動補加缺失的分子，用這個軟件打開結構文件，再另存一下結構即可。

Spdbv軟件是windows版本，可在網(wǎng)上直接搜索下載：http://www.genebee.msu.su/spdbv/text/getpc.htm

2. 準備參數(shù)文件

      做動力學需要一些參數(shù)文件，具體文件中各項的內(nèi)容還是看說明書吧，這個網(wǎng)址上有幾個例子，這里拿第一個例子來做，該教程中提供了所有的參數(shù)文件http://www.mdtutorials.com/gmx/lysozyme/index.html

3. 在ubuntu中創(chuàng)建新的文件夾

為了整潔一些，做某個分子的動力學就建立一個文件夾，把參數(shù)文件和結構文件放里面，在里面做分子動力學，這樣產(chǎn)生的所有文件就都在一起了，以免與其他文件混在一起，創(chuàng)建新文件夾和window系統(tǒng)一樣，鼠標右鍵創(chuàng)建新文件夾即可。

【下面的步驟建議結合中英文教程一起看：

“https://jerkwin.github.io/9999/10/31/GROMACS中文教程/#1-水中的溶菌酶gmx-50“

“http://www.mdtutorials.com/gmx/lysozyme/01_pdb2gmx.html”

】

      重要的地方是先檢查pdb結構文件是否有問題，如是否缺失原子，這個結構是否是最佳結構等，如果不檢查好，后續(xù)做完后才發(fā)現(xiàn)結構文件有問題就白忙乎了……這方面我吃過很多虧。

4. 生成拓撲文件（假設這里要做lysozyme.pdb的分子動力學，gromacs 5.0版本以上的軟件都要在命令前加gmx，5.0以下的版本不加gmx，以下命令行均用紅色字體表示）

gmx pdb2gmx -ignh -f lysozyme.pdb -o lysozyme_processed.gro-water spce

（-f是打開，-o為生成，這里需要選擇一個力場，力場的選擇可參照做此類分子的文獻一般都選什么力場做，此處選擇15）

5. 建立盒子

gmx editconf -f lysozyme_processed.gro -o lysozyme_newbox.gro -c -d 1.0 -bt cubic

6. 生成水盒子

gmx solvate -cp lysozyme_newbox.gro -cs spc216.gro -o lysozyme_solv.gro -p topol.top

7. 添加離子(該命令自動檢測中和該結構所需要的電荷數(shù)，并自動添加na或者cl來中和)

gmx genion –s ions.tpr –o lysozyme_solv_ions.gro –neutral –p topol.top –pname NA –nname CL

選擇溶劑組13SOL

8. 能量最小化

gmx grompp -f minim.mdp -c lysozyme_solv_ions.gro -p topol.top -o em.tpr

運行能量最小化

gmx mdrun -v -deffnm em

檢測能量最小化情況

gmx energy -f em.edr -o potential.xvg

用grace軟件打開potential.xvg文件查看能量是否平衡

xgrace potential.xvg

9. 能量最優(yōu)化后首先保持蛋白質(zhì)不動，對蛋白質(zhì)周圍水環(huán)境進行動力學模擬，該過程稱為位置限制性分子動力學，對溶劑分子進行平衡計算，可以使溶劑分子填補空間：

gmx grompp -f nvt.mdp -c em.gro -p topol.top -o nvt.tpr

運行：

gmx mdrun -deffnm nvt

檢測溫度是否平衡

gmx energy -f nvt.edr -o temperature.xvg

10. 平衡壓力

gmx grompp -f npt.mdp -c nvt.gro -t nvt.cpt -p topol.top -o npt.tpr

運行：

gmx mdrun -deffnm npt

檢測壓力和密度情況

gmx energy -f npt.edr -o pressure.xvg

gmx energy -f npt.edr -o density.xvg

11. 分子模擬

gmx grompp -f md.mdp -c npt.gro -t npt.cpt -p topol.top -o md_0_1.tpr

運行：

gmx mdrun -deffnm md_0_1

  如果大家已做完前面的步驟，得到了模擬后的文件，就可以繼續(xù)對結果進行分析，采取什么方法分析取決于你想解決什么樣的問題，是比較野生型與突變體結構的差別還是分析底物與受體之間的作用力，這里列舉幾個我常用的方法，希望對大家能有幫助。

gmx trjconv -s md_0_1.tpr -f md_0_1.xtc -o md_0_1_noPBC.xtc -pbc mol-ur compact

選擇0：system用于輸出，基于這個“修正”后的軌跡進行分析。

1. 生成某時間段的平均結構（用-b， -e限制時間，如-b 1000 -e 2000指：從第1000ps開始到2000ps）

gmxcovar -f md_0_1.xtc -s md_0_1.tpr –b 1000 -e 2000 -av traj_avg.pdb

2. 統(tǒng)計某時間段的氫鍵數(shù)目（用-b， -e限制時間）

gmxhbond -s md_0_1.tpr -f md_0_1_noPBC.xtc -b 25 -e 40 -num hnum.xvg -tu ns

3. 鹽橋（用-b， -e限制時間）

gmxsaltbr -s md_0_1.tpr -f md_0_1_noPBC.xtc -b 39900 -e 40000 -t 10000

4. 將模擬后的.gro文件轉(zhuǎn)化為.pdb文件

gmxeditconf -f md_0_1.gro -o md_0_1.pdb

5. 兩個結構疊加

gmx confrms-f1 model1.pdb -f2 model2.pdb -o fit.pdb

      我一般是用pymol軟件簡直對兩個結構疊加。

6. do_dssp使用

安裝：

a.在其官網(wǎng)上下載安裝包http://swift.cmbi.ru.nl/gv/dssp/ 下載dssp-2.0.4-linux-and64

b. 將安裝包移動到目錄/usr/local/bin下面

sudocp dssp-2.0.4-linux-and64 /usr/local/bin

c. 進入/usr/local/bin

cd/usr/local/bin

d. 文件重命名 mv dssp-2.0.4-linux-and64 dssp

c. 修改權限 chmod a+x /usr/local/bin/dssp

e. 在工作目錄下面輸入命令 export DSSP=’usr/local/bin’

運行：

gmxdo_dssp -s md_0_1.tpr -f md_0_1_noPBC.xtc -tu ns

gmxxpm2ps -f ss.xpm -bx 0.1 -by 4 -o ss.eps

(注：可以修改-bx -by后面的參數(shù)改橫縱坐標的長度，ss.eps文件可用ps打開，另存為普通照片格式的圖片)

7. 計算殘基之間的最小距離

(1) 先用make_ndx命令生成index文件：

gmxmake_ndx -f md_0_1.tpr -o index.ndx

(2) 這里選擇某蛋白第11個氨基酸的H原子和36位氨基酸的O的距離:

選擇原子：r 11 & a H 回車 r36 & a O 回車 q（退出）

(3) 用mindist計算最小距離：

gmxmindist -f md_0_1_noPBC.xtc -s md_0_1.tpr -n index.ndx -od dist.xvgr

選擇剛剛選擇的兩個原子所在的組，如兩者分別在第18和19組的話進行如下操作：

18回車19回車 按ctrl-D退出

(4) 作圖

生成的dist.xvgr文件可用excel作圖，橫坐標是時間，縱坐標是距離

8. 詳細的作用力分析

可用LigPlot+軟件分析復合物之間或者單個分子內(nèi)部的作用力

LigPlot+軟件官網(wǎng)：http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/software/LigPlus/

下載的安裝包直接放到c盤解壓即可，這里需要電腦安裝java，如果沒有的話軟件打不開。

使用：打開Ligplot軟件，如果是復合物，需要限定作用的側(cè)鏈，如果是蛋白內(nèi)氨基酸之間作用力分析，需要寫作用的兩個domain的氨基酸序號，然后點擊run即可。

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